CN104591807A - 一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其工艺步骤为：(1)原料氨的提取；收集人类排出废物尿液，由解析塔接受含氨的尿液，经过精馏，得到含氨99.9％的纯氨，经冷却后部分作为回流送往塔顶，控制塔顶温度在178～220℃，精馏塔操作压力2.15MPa；(2)尿素的合成；(3)进一步回收合成；(4)尿素的蒸发和造粒；(5)成型；(6)筛选和包装；本发明工艺合理、简洁，大大缩短工艺流程，降低了生产成本，提高了产量，通过废弃物作为尿素合成的原料，减少了污染，节省了生产成本，使企业生产环境状况可有效改善，达到节能环保高效回收资源的目的；且产口有溶解性好、易被吸收、不易挥发、不吸湿结块且刺激性小等优点，造价低廉，适于推广。

Description

一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺
技术领域
本发明涉及的生物化肥的制作工艺，特别是涉及一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺。
背景技术
尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响，畜牧业可用作反刍动物的饲料。尿素广泛运用于医药，饲料填加剂，肥料等方面，特别是肥料方面，随着世界人口的增加，粮食种植面积的减少，要提高粮食产量，对肥料的需求逐步扩大，尿素作为主要氮肥，将会有着比较大的生产需求。随着工业化大生产的不断扩大，工业制氨过程中一些工业废弃物不断排出，给社会带来了严重的环境污染，危害人民生活质量和制约国民经济的发展，已成为世界性公害。同时，尿素也是蛋白质代谢的产物，人体尿液中就含有尿素，是大自然的天源原料，可以变废为宝加以利用，因此，对尿液中氨的回收利用，实现资源再生循环是不可忽视的。
废物的再生利用长期以来是人类的一个重要努力方向。目前有利用水循环法合成尿素的方法，该方法要利用工业手段制造大量氨，不仅生产成本高，而且原料得不到充分利用，回收微量的NH3和CO2过程也复杂，并且没有严重控制氨碳比，生产出的产品不能有效防潮，容易结块，且在水中不易溶解吸收，利用率低，工艺性差，生产成本高，在实际应用中技术难度大，难以投入批量生产，难以推广应用。
现有的肥料种类品种较多，尿素是生产量最高的肥料，目前有多种尿素合成工艺。虽然它们具有各自的特性，但均资源有限，也存在着各自的缺陷。
发明内容
为克服现有技术上的不足，本发明目的是提供一种合理地利用工农业废弃物(尿液)进行有效、合理的处理生产的肥料，即从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其操作简单、配比稳定，以尿液作为氨原料制作而成。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：
一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
(1)原料氨的提取；收集人类排出废物尿液，由解析塔接受含氨的尿液，经过精馏，得到含氨99.9％的纯氨，经冷却后部分作为回流送往塔顶，控制塔顶温度在178～220℃，精馏塔操作压力2.15MPa；
(2)尿素的合成；原料液氨经过升压和预热后进尿素合成塔，原料CO2经脱氢反应器脱除H2后，再经过压缩，大部分的CO2送汽提塔作，汽提介质，其余部分则送尿素塔合成尿素，控制氨碳比在2.8～2.9；
(3)进一步回收合成；将尿素溶液中未反应的甲铵分解以及过量的氨汽提出来之后进入甲铵冷凝器，进而通过中压蒸汽的热量使甲铵分解成气相的NH3和CO2，再进入一段吸收塔冷却器，此过程不断循环，直至尿素溶液中的NH3和CO2降至0.7％和0.5％；
(4)尿素的蒸发和造粒；经步骤(3)后提出的尿素溶液经预压缩至70％wt左右，再进入蒸发工序，经二段工序蒸发后，送造粒塔生产颗粒尿素产品；
(5)成型；将步骤(4)中得到的尿素颗粒经成型设备内经充分搅拌混合，成型设备内设有超薄薄膜，裹于每粒尿素颗粒后输出，成型设备内温度控制在20～25℃；
(6)筛选和包装；将成型后的尿素经过过滤筛滤过，将颗粒过大不能筛下的颗粒分离出，而通过过滤筛的均匀尿素颗粒进行包装。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述步骤(6)中， 所述过滤筛为双层筛板。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述步骤(6)中，所述均匀尿素颗粒直径为1.0mm～2.0mm。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述步骤(3)中，所述的中压蒸汽的压强控制在0.3～0.8MPa。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述步骤(1)中，所述的采用的尿液为正常成人尿液；通过废弃物作为尿素合成的原料，减少了污染，节省了生产成本，使企业生产环境状况可有效改善，达到节能环保高效回收资源的目的。
本发明通过上述工艺制作的尿素是一种肥料，由于原料氨碳的选择配比合理，使其具有耐潮耐热、化学性能稳定、易于溶解于土壤和易被植物吸收等优点。而且其工艺合理、简洁，大大缩短工艺流程，降低了生产成本，提高了产量，而且颗粒成均匀细小，便于利用，在生产过程中增加了进一步回收合成步骤，减少了原料的浪费，提高原料使用率，投料量及配比准确，偏差小、产品质量有保证，有效提高企业产量。
本发明采用成人尿液这种废弃物，有效利用废弃物，并且生产过程中不产生二次污染，减少环境污染，有利于生态平衡，其产品外包裹有超薄薄膜，超薄薄膜可封闭尿素的刺激气味，避免作业人员工作过程中刺激气味对咽喉部造成的损害，同时薄膜易溶于水，在土壤中自行溶解，不影响尿素的效果，产品设计环保及人性化理念超前，适应市场需求，使其可广泛应用于肥料加工领域借鉴，提高本领域生产效率。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
本实施例的一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
(1)原料氨的提取；收集人类排出废物尿液，由解析塔接受含氨的尿液，经过精馏，得到含氨99.9％的纯氨，经冷却后部分作为回流送往塔顶，控制塔顶温度在200℃，精馏塔操作压力2.15MPa；
(2)尿素的合成；原料液氨经过升压和预热后进尿素合成塔，原料CO2经脱氢反应器脱除H2后，再经过压缩，大部分的CO2送汽提塔作，汽提介质，其余部分则送尿素塔合成尿素，控制氨碳比在2.8；
(3)进一步回收合成；将尿素溶液中未反应的甲铵分解以及过量的氨汽提出来之后进入甲铵冷凝器，进而通过中压蒸汽的热量使甲铵分解成气相的NH3和CO2，再进入一段吸收塔冷却器，此过程不断循环，直至尿素溶液中的NH3和CO2降至0.7％和0.5％；
(4)尿素的蒸发和造粒；经步骤(3)后提出的尿素溶液经预压缩至70％wt左右，再进入蒸发工序，经二段工序蒸发后，送造粒塔生产颗粒尿素产品；
(5)成型；将步骤(4)中得到的尿素颗粒经成型设备内经充分搅拌混合，成型设备内设有超薄薄膜，裹于每粒尿素颗粒后输出，成型设备内温度控制在20～25℃；
(6)筛选和包装；将成型后的尿素经过过滤筛滤过，将颗粒过大不能筛下的颗粒分离出，而通过过滤筛的均匀尿素颗粒进行包装。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述步骤(1)中，所述步骤(6)中，所述过滤筛为双层筛板。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述均匀尿素颗粒直径为1.5mm。
上述一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其中，所述步骤(1)中，所述的采用的尿液为正常成人尿液；通过废弃物作为尿素合成的原料，减少了污染，节省了生产成本，使企业生产环境状况可有效改善，达到节能环保高效回收资源的目的。
进一步的，所述步骤(3)中，所述的中压蒸汽的压强控制在0.6MPa。
实施例2：其余与所述实施例1相同，不同之处在于，所述步骤(1)中，控制塔顶温度：165℃，尽管温度越高，反应越快，反应速度几乎要大一倍，而平衡转化率要下降1％左右，综合考虑合成塔材质的耐腐蚀温度及成本产率等，两种条件下都为可行方案。
实施例3：其余与所述实施例1相同，不同之处在于，所述步骤(5)中，改变成型设备内温度：40℃。
经实验测得，本发明通过上述工艺制作的尿素是一种肥料，由于原料氨碳的选择配比合理，使其具有耐潮耐热、化学性能稳定、易于溶解于土壤和易被植物吸收等优点。而且其工艺合理、简洁，大大缩短工艺流程，降低了生产成本，提高了产量，而且颗粒成均匀细小，便于利用，在生产过程中增加了进一步回收合成步骤，减少了原料的浪费，提高原料使用率，投料量及配比准确，偏差小、产品质量有保证，有效提高企业产量。
本发明采用成人尿液这种废弃物，有效利用废弃物，并且生产过程中不产生二次污染，减少环境污染，有利于生态平衡，其产品外包裹有超薄薄膜，超薄薄膜可封闭尿素的刺激气味，避免作业人员工作过程中刺激气味对咽喉部造成的损害，同时薄膜易溶于水，在土壤中自行溶解，不影响尿素的效果，产品设计环保及人性化理念超前，适应市场需求，使其可广泛应用于肥料加工领域借鉴，提高本领域生产效率。
由于合理的配方以及合理的制备工艺使本发明的制备方法具有良好的工艺 性能，因此能适应大批量生产，生产成本低，能广泛地推广应用，它能广泛地应用于蔬花蔬果、水稻制作等，其具有溶解性好、易被吸收、不易挥发、不吸湿结块且刺激性小等优点，且造价低廉，适于推广。
本发明采用的尿液为正常成人尿液；通过废弃物作为尿素合成的原料，减少了污染，节省了生产成本，使企业生产环境状况可有效改善，达到节能环保高效回收资源的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，其工艺步骤如下：
(1)原料氨的提取：收集人类排出废物尿液，由解析塔接受含氨的尿液，经过精馏，得到含氨99.9％的纯氨，经冷却后部分作为回流送往塔顶，控制塔顶温度在178～220℃，精馏塔操作压力2.15MPa；
(2)尿素的合成：原料液氨经过升压和预热后进尿素合成塔，原料CO2经脱氢反应器脱除H2后，再经过压缩，大部分的CO2送汽提塔作，汽提介质，其余部分则送尿素塔合成尿素，控制氨碳比在2.8～2.9；
(3)进一步回收合成：将尿素溶液中未反应的甲铵分解以及过量的氨汽提出来之后进入甲铵冷凝器，进而通过中压蒸汽的热量使甲铵分解成气相的NH3和CO2，再进入一段吸收塔冷却器，此过程不断循环，直至尿素溶液中的NH3和CO2降至0.7％和0.5％；
(4)尿素的蒸发和造粒：经步骤(3)后提出的尿素溶液经预压缩至70％wt左右，再进入蒸发工序，经二段工序蒸发后，送造粒塔生产颗粒尿素产品；
(5)成型：将步骤(4)中得到的尿素颗粒经成型设备内经充分搅拌混合，成型设备内设有超薄薄膜，裹于每粒尿素颗粒后输出，成型设备内温度控制在20～25℃；
(6)筛选和包装：将成型后的尿素经过过滤筛滤过，将颗粒过大不能筛下的颗粒分离出，而通过过滤筛的均匀尿素颗粒进行包装。
2.根据权利要求1所述的从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，所述过滤筛为双层筛板。
3.根据权利要求1所述的从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，所述均匀尿素颗粒直径为1.0mm～2.0mm。
4.根据权利要求1所述的从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述的采用的尿液为正常成人尿液。
5.根据权利要求1所述的从尿液中提取氨合成尿素的制作工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所述的中压蒸汽的压强控制在0.3～0.8MPa。
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